ForschungsReport 2009-1
Schwerpunkt: Pflanzen als Nachwachsende Rohstoffe
- Editorial
- Berichte aus der Forschung
- Biogas – effizient erzeugen und nachhaltig nutzen
- Klimaeffizienter Anbau von Energiepflanzen
- Streit um die Bioenergie - was steckt dahinter?
- WaxyGerste – stark als Stärkelieferant
- Pflanzen als Bio-Fabriken
- Goldene Zeiten für Zucker
- Bioenergie – Transparenz durch Standards und Zertifizierung
- Alternativen zum Tierversuch
- DNA-Mikroarrays in der Diagnostik von Zoonosen
- Mehr Sicherheit für die Verbraucher
- Verbesserte Nachweismethode für Gluten
- Portrait
- Schlaglichter, Impressum, Forschungsbereich
Biogas – effizient erzeugen und nachhaltig nutzen
Monika Heiermann, Bernd Linke, Michael Klocke, Volkhard Scholz, Phillip Grundmann (Potsdam)
Für den künftigen Mix aus erneuerbaren Energien kann Biogas, ein energiereiches Gas mit 50–65 % Methan, einen bedeutenden Beitrag leisten. Schon heute liefern etwa 4.000 landwirtschaftliche Biogasanlagen elektrischen Strom für etwa drei Millionen Haushalte. Durch die Erschließung bisher ungenutzter Potenziale organischer Reststoffe aus der Landwirtschaft sowie den maßvollen Anbau von Energiepflanzen kann die Effizienz der Biogaserzeugung und -verwertung noch deutlich gesteigert werden. Das Ziel der interdisziplinären Forschergruppe „Biogas“ am Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim (ATB) ist es daher, durch innovative Forschungsansätze Optimierungspotenziale entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu erschließen und in effiziente Biogastechnologien und
-verfahren umzusetzen.
Klimaeffizienter Anbau von Energiepflanzen
Jürgen Kern, Hans Jürgen Hellebrand, Volkhard Scholz und Antje Balasus (Potsdam)
Mit dem kontinuierlichen Anstieg der Kohlendioxid-Konzentration in der Erdatmosphäre zeichnet sich ein Klimawandel ab, der heute kaum noch in Frage gestellt wird. Neben Kohlendioxid spielt vor allem Lachgas (N2O) eine besondere Rolle, dessen Treibhausgaspotenzial etwa 300mal höher ist als das von CO2. Ein erheblicher Teil des freigesetzten Lachgases stammt aus der Landwirtschaft. Durch eine angepasste Düngung von Energie liefernden Pflanzen lässt sich die Emission von Treibhausgasen verringern.
Streit um die Bioenergie - was steckt dahinter?
Folkhard Isermeyer (Braunschweig)
In den vergangenen 15 Jahren hat die deutsche Politik umfangreiche Förderprogramme für die Bioenergie aufgelegt. Die Wirtschaft reagierte und dehnte die Bioenergieproduktion auf landwirtschaftlichen Flächen rasant aus. Angesichts der weltweit anziehenden Agrarpreise warnten in den letzten Jahren allerdings zahlreiche Institutionen vor überzogenen Expansions zielen. Ein Gutachten des Wissenschaftlichen Beirats Agrarpolitik des BMELV empfiehlt den politischen Entscheidungsträgern, die deutsche Bioenergie-Politik zu fokussieren und auf die Ziele „Technologieführerschaft“ und „Beitrag zum Klimaschutz“ auszurichten.
WaxyGerste – stark als Stärkelieferant
Neue Chancen für eine alte Getreideart
Gisela Jansen und Frank Ordon (Quedlinburg)
Gerste wird bislang vorwiegend im Futter- und Nahrungsmittelsektor verwendet – Wintergerste in erster Linie als hochwertiges Tierfutter und Sommergerste hauptsächlich zur Herstellung von Braumalz. Mit einer waxyWintergerste steht nun erstmals in Deutschland eine Gerstensorte mit besonderen Stärkeeigenschaften zur Verfügung, die viel versprechende Perspektiven für technische Nutzungen aufweist. Damit bieten sich neue Ansätze für die stoffliche Verwertung von Gerste als nachwachsender Rohstoff.
Pflanzen als Bio-Fabriken
Rüben werden zum Pharmawirkstoff-Produzenten
Monika Schreiner, Angelika Krumbein (Großbeeren) und Iryna Smetanska, Dietrich Knorr (Berlin)
Immer mehr neue Medikamente und funktionelle Lebensmittel sind heutzutage so genannte Bio-Pharmaceuticals und Bio-Nutraceuticals, die in biologischen Systemen hergestellt werden. Die Nachfrage nach entsprechenden Wirkstoffen steigt stetig an. Daher hat das Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau Großbeeren/Erfurt e.V (IGZ) in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Berlin ein Biomanufacturing-Verfahren zur Gewinnung solcher Wirkstoffe entwickelt – und rechnet sich große Chancen für den Markt der Zukunft aus.
Goldene Zeiten für Zucker
Goldkatalysatoren veredeln Zucker zu Industrie-Produkten
Elena Grünewald, Ulf Prüße und Klaus-Dieter Vorlop (Braunschweig)
Der Forschung gelingt es immer wieder, altbekannte Gegebenheiten aus einer ungewohnten Perspektive zu betrachten und dabei völlig neue, vorher unbekannte Eigenschaften des Gewohnten und Alltäglichen zu entdecken. So zeigte auch das Edelmetall Gold seine überraschende Seite. Am Institut für Agrartechnologie und Biosystemtechnik des Johann Heinrich von Thünen-Instituts (vTI) wurde in den letzten Jahren die Katalyse mit Gold zur Konversion (Umwandlung) von nachwachsenden Rohstoffen intensiv untersucht. Es ergaben sich hervorragende Resultate, die nicht nur von akademischem Interesse, sondern auch von hohem praktischem Wert sind.
Bioenergie – Transparenz durch Standards und Zertifizierung
Uwe Meier und Falko Feldmann (Braunschweig)
In der Bioenergie sehen viele Befürworter eine Teillösung gegen den Klimawandel und eine wichtige klimarelevante Ergänzung zu Mineralölprodukten und Gasimporten. Als verhängnisvolle Fehlentwicklung, die zur Zerstörung der Regenwälder, gewaltsamen Vertreibung von Bevölkerungsgruppen, zum Anstieg der Treibhausgase und des weltweiten Hungers führen wird, sehen Kritiker die Bioenergie. Beide Standpunkte in dieser stark polarisierenden Debatte verdienen Beachtung. Entscheidend ist, wo und unter welchen Bedingungen Pflanzen für Bioenergie angebaut werden. Können hier zertifizierte Produktionsverfahren nach Umwelt- und Menschenrechtsstandards weiterhelfen?
Alternativen zum Tierversuch
Durch neueste Technologien lassen sich Experimente mit Tieren verringern
Barbara Grune, Daniel Butzke und Andrea Seiler (Berlin)
Im Jahr 2007 wurden in Deutschland über 2,6 Millionen Wirbeltiere in Tierexperimenten und zu wissenschaftlichen Zwecken verwendet. Gegenüber dem Vorjahr ist das ein Anstieg um mehr als 90.000 Tiere. Die stärksten Zunahmen wurden im Bereich der Grundlagenforschung verzeichnet. Zudem erwarten Experten, dass im Rahmen der neuen Europäischen Chemikalienverordnung REACH die Zahl der Versuchstiere EU-weit zunehmen wird. An der ZEBET (Zentralstelle zur Erfassung und Bewertung von Ersatz- und Ergänzungsmethoden zum Tierversuch) des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR) in Berlin wird nach Möglichkeiten gesucht, Tierversuche durch Alternativmethoden zu ersetzen oder zumindest die Zahl der Versuchstiere zu verringern. Dabei sind die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf ganz unterschiedlichen Gebieten fündig geworden.
DNA-Mikroarrays in der Diagnostik von Zoonosen
Krankheitserreger schnell und genau erkennen
Konrad Sachse (Jena)
In den letzten Jahren sind Infektionen, die vom Tier auf den Menschen übertragen werden, in den Mittelpunkt der Aufmerksamkeit gerückt. Man bezeichnet sie auch als Zoonosen. Das Spektrum der Zoonoseerreger reicht von Bakterien wie Salmonellen, Brucellen und Chlamydien über Viren wie FSME, SARS und „Vogelgrippe“ bis zu Parasiten wie Toxoplasmen, Fuchsbandwurm und Trichinellen. Eine entscheidende Voraussetzung für die rechtzeitige Erkennung und eine effektive Bekämpfung von Infektionen – sowie letztlich auch für die wirksame Behandlung von Erkrankten – ist eine leistungsfähige Labordiagnostik.
Mehr Sicherheit für die Verbraucher
Arbeitsgruppe Analytik betreibt Spurensuche in Lebens- und Futtermitteln
Iris Lehmann (Karlsruhe) und Fredi Schwägele (Kulmbach)
Wieviel Ziegenfleisch steckt in der Schweinswurst? Nimmt die Dioxin-Belastung in Lebensmitteln zu oder schon ab? Stammt das leuchtende Rot der Paprika-Lyoner vom Gewürz oder ist ein verbotener Azofarbstoff die Ursache? Wo Politik und Verbraucher unsicher sind, kann die Arbeitsgruppe Analytik im Max Rubner-Institut (MRI) weiterhelfen. Mit modernstem hochempfindlichem Gerät ausgestattet, spüren die Wissenschaftler am Standort Kulmbach wertvollen wie unerwünschten Inhaltsstoffen in der ganzen Palette der Lebens- wie auch der Futtermittel nach.
Verbesserte Nachweismethode für Gluten
Mehr Sicherheit für Zöliakiekranke
Benedict Geßendorfer, Herbert Wieser und Peter Köhler (Garching)
Menschen, die an Zöliakie leiden, müssen ein Leben lang auf den Verzehr von Produkten aus Roggen, Weizen, Gerste und auch Hafer verzichten, da die darin enthaltenen Speicherproteine (Gluten) eine schwere Schädigung der Dünndarmschleimhaut verursachen. Die einzige Therapie ist eine lebenslange Diät, bei der die tägliche Aufnahme von Gluten unter 20 mg liegen sollte. Dies bedeutet für die Betroffenen, dass sie eine große Palette von Lebensmitteln wie Brot, Teigwaren und Bier nicht konsumieren dürfen. Für dietätische glutenfreie Lebensmittel ist ein Höchstwert von 20 mg Gluten pro kg Lebensmittel vorgeschrieben. Um diesen Wert genau bestimmen zu können, müssen allerdings geeignete Referenzsubstanzen zur Verfügung stehen.
20 Jahre ZEBET im BfR
Den Tierschutz im Labor verbessern
Daniel Butzke (Berlin)
Seit nunmehr 20 Jahren ist ZEBET, die Zentralstelle zur Erfassung und Bewertung von Ersatz- und Ergänzungsmethoden zum Tierversuch, die Ansprechstelle in Deutschland für alle Fragen, wie Tierversuche so gestaltet werden können, dass die Zahl der eingesetzten Tiere und ihre Belastung im Versuch möglichst niedrig sind. Beantwortet wird hier auch die Frage, ob der Tierversuch mit Hilfe von Ersatzmethoden sogar ganz umgangen werden kann. Darüber hinaus tragen die ZEBET-Wissenschaftler mit eigenen technischen Entwicklungen dazu bei, das Leiden von Versuchstieren im Dienst der Sicherheit des Menschen zu vermindern.
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR)
Fördern, beraten, koordinieren
Nicole Paul (Gülzow)
Im Auftrag des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) treibt die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) seit 1993 als institutioneller Zuwendungsempfänger des BMELV die Nutzung land- und forstwirtschaftlicher Rohstoffe voran. Sie koordiniert alle Aktivitäten rund um nachwachsende Rohstoffe in Deutschland, von der Forschungsförderung über die Beteiligung an EU-Projekten bis hin zur Beratung unterschiedlichster Zielgruppen.
Deutsches BiomasseForschungsZentrum (DBFZ)
Forschung für die Energie der Zukunft
Antje Sauerland (Leipzig)
Die weltweite Energienachfrage wird bis zum Jahr 2030 voraussichtlich um das anderthalbfache ansteigen. Damit steigt auch die Bedeutung von Biomasse als umweltfreundlicher und klimaverträglicher Energieträger. Das birgt viele Herausforderungen, denen sich die mehr als 100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Deutschen BiomasseForschungsZentrums (DBFZ) stellen.
Schlaglichter
Johann Heinrich von Thünen-Institut: Neuartiges Freilandlabor für Bäume - Mit dem ‚Drylab’ lassen sich künftige klimatische Bedingungen simulieren
Johann Heinrich von Thünen-Institut: Experten diskutierten über „Pflanzenkohle“
Johann Heinrich von Thünen-Institut: Carsten Thoroe 65 Jahre
Max Rubner-Institut: Zusammenspiel von Genen, Stoffwechsel und Ernährung
Forschungsinstitut für die Biologie landwirtschaftlicher Nutztiere: Rindercode geknackt
Julius Kühn-Institut: Frischzellenkur für Blaue Süßlupine - Erfolgreich Zellen von Wildformen und aktuellen Lupinen-Sorten verschmolzen
Friedrich-Loeffler-Institut: Neues über Herpesviren
